Hóa Lí căn bản - Phần 15

GIẢI THÍCH HIỆU ỨNG QUANG ĐIỆN CỦA EINSTEIN

Vào năm 1905, Albert Einstein, người nhận giải Nobel cho công trình nghiên cứu của ông về photon, đã giải thích hiện tượng quang điện bằng cách áp dụng thuyết lượng tử ánh sáng.

(1) Một photon ánh sáng tới truyền năng lượng của nó (hn) cho một electron trên bề mặt kim loại thoát ra với động năng ½ mv2. Cường độ ánh sáng càng lớn chỉ có nghĩa là số lượng photon tới càng nhiều để mỗi photon giải phóng một electron. Cường độ ánh sáng lớn làm tăng tốc độ phát xạ electron, còn động năng của từng photon vẫn không bị ảnh hưởng.

(2) Để giải phóng một electron khỏi bề mặt kim loại, photon tới trước tiên phải thắng được lực hút tác dụng bởi ion dương của kim loại. Năng lượng của một photon (hn) tỉ lệ thuận với tần số của ánh sáng tới. Tần số cung cấp vừa đủ năng lượng để giải phóng electron khỏi bề mặt kim loại sẽ là tần số ngưỡng, ν0. Với tần số nhỏ hơn ν0, không có electron nào được phát ra.


Hình 1.23
Cần một photon (hν) để giải phóng một electron với động năng ½ mv2.

Với các tần số cao, ν > ν0, một phần năng lượng dành để phóng thích electron, phần còn lại truyền thành động năng của quang electron. Như vậy,

hν = hν0 + ½ mv2

Trong đó hn là năng lượng của photon tới, hn0 là năng lượng tối thiểu để một electron thoát khỏi kim loại, và ½ mv2 là động năng của quang electron. hν0 là một hằng số đối với một chất rắn nhất định và được kí hiệu là W, công thoát. Sắp xếp lại phương trình (1)

½ mv2 = hν – W

Đây là phương trình cho đường thẳng thu được bằng thực nghiệm trên Hình 1.22. Độ dốc của nó bằng h, hằng số Planck. Giá trị của h được tìm thấy bằng với giá trị mà Planck đã nêu ra.

BÀI TẬP GIẢI SẴN. Tính năng lượng tối thiểu mà mỗi photon phải có để tạo ra hiệu ứng quang điện với kim loại platinum. Biết tần số ngưỡng đối với platinum là 1,3 × 1015 s-1.

GIẢI

Tần số ngưỡng (ν0) là tần số thấp nhất mà các photon có thể có để tạo ra hiệu ứng quang điện. Năng lượng ứng với tần số này là năng lượng tối thiểu (E):

E = hν0

= (6,625 × 10 – 27 erg.s)(1,3 × 1015 s-1)

   = 8,6 × 10 – 12 erg

BÀI TẬP GIẢI SẴN. Tính động năng của một electron được giải phóng từ bề mặt kim loại potassium (công thoát = 3,62 × 10 – 12 erg) bởi ánh sáng bước sóng 5,5 × 10 – 8 cm.

GIẢI

Đã biết:

ν = c/λ, trong đó c = vận tốc ánh sáng (3,0 × 1010 cm s-1)

λ = 5,5 × 10 – 8 cm

Ta có:

Như vậy, electron sẽ được phát ra với động năng 3,63 × 10 – 9 erg.

 

Hóa Lí Căn Bản - Arun Bahl, B.S. Bahl, G.D. Tuli
Bản dịch của TVVL
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Các bài khác


Hiệu ứng Hall tiếp tục hé lộ những bí mật của nó trước các nhà toán học và nhà vật lí
11/08/2020
Một thí nghiệm đang mang lại những nhận thức tươi mới sau 40 năm khám phá hiệu ứng – và làm sôi động những hợp tác liên
Giải chi tiết mã đề 206 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020
10/08/2020
Cuộc chiến chống phe Trái đất phẳng
31/07/2020
Các nhà vật lí sẽ cảm thấy sốc, nhưng có rất nhiều người trên khắp thế giới vẫn đinh ninh rằng Trái đất là phẳng. Bài
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 94)
29/07/2020
Rầm chữ I 1844 Richard Turner (khoảng 1798–1881), Decimus Burton (1800–1881) Có bao giờ bạn tự hỏi vì sao trong xây dựng người ta
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 93)
29/07/2020
Bảo toàn năng lượng 1843 James Prescott Joule (1818-1889)   “Định luật bảo toàn năng lượng đem lại… thứ gì đó để
Hàng trăm hadron
28/07/2020
Hadron bao gồm proton và neutron quen thuộc cấu tạo nên các nguyên tử của chúng ta, nhưng số lượng chúng còn đông hơn thế
Thí nghiệm LHCb tìm thấy một loại tetraquark mới
24/07/2020
Lần đầu tiên, nhóm hợp tác LHCb tại CERN quan sát thấy một hạt mới lạ được cấu tạo bởi bốn quark duyên (charm
Tìm kiếm một hằng số thích hợp
23/07/2020
Bằng cách đo phông nền vi sóng vũ trụ, sứ mệnh Planck đem lại cho chúng ta giá trị chính xác nhất từ trước đến nay của

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com